SU1127917A1 - Способ химической очистки отливок от керамики и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Abstract

1. Способ химической очистки отливок от керамики, включающий выдержку их в расплаве с одновременным контролем за ходом процесса раство- рени  керамики, отличающ и йс   тем, что, с целью повышени  чества очистки и произврдительности оборудовани , до загрузки отливок регистрируют фоновый шум в расплавб, после чего погружают отливки, вьщерживают их в расплаве и извлекают по истечении- времени снижени  уровн  шума до первоначального фонового начени . 2. Устройство дл  химической очистки отливок от керамики, содержащее ванну с расплавом и регистрирующий прибор дл  контрол  за ходом процес са растворени  керамики, о т л и ч а , ю щ е. е с   тем, .что, с целью повышени  качества o шcтки и производи .тельности оборудовани , оно снабжено датчиком уровн  шума, установлен (Л ным в ванне.с расплавом, соединенным с регистрирующим прибором и заключенным в чехол,, не св занный с ним механически , имеющий форму цилиндрического стакана из.-стальной или никелевой проволоки, а сам датчик выполнен в виде стержн  из коррозионно-стойкого материала с присоединенным перt d пендикул рно его торцу диском из го же материала, причем диаметр дис (;о ка относитс  к его толщине как

Description

Изобретение относитс  к обработк металлов нeмexaн fчecки и слособами JH может быть использовано дл  очист . точных отливок от остатков керамической формы в расплаве, например, щелочи или карбоната. Известен способ химической очистки отливок в щелочном расплавепри температуре около , основанный на реакции взаимодействи  ке рамики с гидроксидом 1 J. В этом способе вьщержку отливок в расплаве производ т по заранее заданному режиму. Скорость удалени  керамики с поверхности отливок в расплаве щелочи может измен тьс  в широких пределах так как зависит от таких факторов, к тип.детали, ее положение, в расплаве , количество керамики на отливке, степень загущени  расплава керамикой колебани  температуры расплава и др В св зи с этим, врем  выдержки обычно завьшают,, ориентиру сь на самый длительный режим, гарантирующий очистку ОТЛИВ1ОК. .Завьшение выдержки приводит к сни жению производительности оборудовани а также коррозии и обезуглероживанию поверхности отливок. . Известен также способ очистки, .: включанщий вьщержку отливок в распла ве кальцинированной соды с одновреме ным контролем за ходом процесса рас ворени  керамики. Контроль за ходом и завершением процесса очистки осуществл етс  путем визуального наблюдени  за интен сивностью вьщелени  пузьфьков углекислого газа из расплава прекра .щение вьщелени  газа из расплава сви детельствует 6 завершении процесса растворени  керамики 2 3Однако в данном способе визуальный контроль  вл етс  неточным, так как зависит от наблюдательности оператора , котора  к тому же ограничена т желыми и сложными услови ми наблюдени  (высока  температура поверхности расплава, н. его испарени , отвлечени  на выполнение других операций технологии). Кроме того, визуальный контроль приемлем лишь при соблюдении определенных условий:если в ходе реакции с расплавом не происходит раз .рушение остатков керамической форMW на куски, .отделение их и выпадёрие на дно ванны, а также если расплав не загр знен силикатами и окис- лами металлов, в первук очередь окислами железа. В последнем случае нар ду с основной реакцией идут вторичные реакции силикатов и окислов с карбонатом, которые также сопровождаютс  вьщелением углекислого газа. Кроме того, в загущ енных силикатами расплавах на поверхности образуетс  пена, устойчива  в течение . времени.. Перечисленные недостатки известного способа привод т либо к преждевременной выгрузке деталей, что сказьюаетс  на качестве удалени  кераMHKHi либо к передержке отливок в расплаве, в результате чего возможны, как это отмечено ранее, различные поверхностные дефекты личных изделий и снижаетс  производительность оборудованизг. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  электрохимической очистки, содержащее электро ванну с расплавом и регистрирующий прибор дл  контрол  за ходом процесса растворени  керамики 3. Известное устройство позвол ет ос5Ш(ествл ть только лишь электрохимическую очистку среднего и крупного стального и чугунного лить  в щелочных расплавах и непригодно дл  .чисто киьшческой очистки точных отливок от керамики, в т.ч. из цветных металлов , включа  как щелочные, так и карбонатные расплавы, так как его работа основана на. депол ризационном эффекте, возникающем только при : с электрохимической очистке отливок из черных сплавов в Щелочных расллавах. Целью изобретени   вл етс  повышение качества очистки отливок и производительности оборудовани . Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способз химической очистки отЛивок от керамики, включающему вьщержку их в распла- ве с одновременным контролем за ходом процесса растворени , керамики, до загрузки отливок регистрируют фоновьй шум в расплаве, после -lero погружают отливки, выдерживают их в расплаве и извлекают по истечении времени снижени  уровн  шума до первоначального фонового значени . Кроме того, устройство дл  химической очистки отливок от керамики , содержащее ванну с расплавом и регистрирующий прибор дл  контрол  за ходом процесса растворени  ке .рамики, снабжено датчиком уровн  шума , установленным в ванне с расплавом , соединенным с регистрирующим прибором и заключённым в чехол, не св занный с ним механически, имеющий форму цилиндрического стакана из етальнойили никелевой проволоки, а сам датчик выполнен в виде стержн  из коррозионно-стойкого материала с присоединенным перпендикул рно его торцу диском из того же материала , причём диаметр диска-относитс  к его толщине как ():1. Шум, возни ающий в процессе растворени  кремнезема керамики, обуслов лен протеканием химических и кристал лохимических превращений на отливке и возникает именно в момент этих превращений за счет образовани  новой газообразной формы (СОг или Н.О) - и нового соединени  (Na2SiOa) NojCOj -t 5iOj Мо)Si Oj -f CO , 2NoiOH + Si02 N X25iOg+H20 . Акустическую эмиссию посто нно соз дают в ванне также другие процессы N (коррози  корпуса ванны, вторичные химические реакции). Именно поэтому, необходимо первоначально определить уровеньшзгма до погружени  отливок в ра:сплав. Наилучшим материалом дл  изготовлени  датчика  вл етс  цирконий. В отличие от других металлов цирконий практически не корродирует в щелочных .и карбонатных расплавах, благодар  образованию на его поверхности тонкой пассивной пленки окисла Сетчатый чехол предохран ет датчи от осаждени  на нем.пузырьков газа, Tsepjjjjix возвещенных частиц, механи-. ческого воздействи  ип на датчик, иключает образование шлама на нем. За счет этого существенно улучшаетс  добротность датчика, уменьшаетс  искажение шумового сигнала, улучшают с  эксплуатационные характеристики датчика.: . Момент завершени  реакции керамики с расплавом фиксируетс  тоодо,если отношение диаметра циркониевого диска f)) к его толщине (} удовлетвор ет условию 4 D/4 9. -При 174 несоблюдении указанного соотноше- . ни  усиливаетс  чувствительность датчика :к паразитическим пгумам. Так, если l)ifn 4, то существенно возрастает восприимчивость датчика к ш мам вторичных химических реакций, если Э/Ч1 9, то на сигнал основного реакционного шума периодически накладываетс  искажени , за счет возникновени  микровибрации краев диска. Прот женный стержень датчика обеспечивает передачу акустических колебаний измерительному прибору без заметного затухани  амплитуды при . диаметре 3-6 мм. I . . . На чертеже представлена схема дл  осуществлени  предложенного способа очистки. Удаление керамики с отливок осуществл ют Ъ карбонатном расплаве при 910±10°С. Состав расплава, мас.%: NajCOj 89; KCI lOJ NaF 1. Исходные компоненты засыпают в ранну 1. После « установлени  рабочей температуры в расплав 2 помещают вначале сетчатый чехол 3, затем в него ввод т атчик 4 из циркони  и замер ют фоновый уровень. шума в расплаве. Дл  измерени  уровн  шума стержень датчика 4 жестко соедин ют с магнитодинамическим устройством 5, а электрические сигналы, возникающие в нем, подаютс  на усилитель 6 и после усилени  и выпр млени  на выПр мителе 7регистрируютс  самопишуищм электронным потенциометром 8 т типа КСП-4. Затем в- расплав.погружают отливку 9 с керамикой и регистрир ют изменение уровн  шума во времени. После достюкени  уровн  шуна первоначального фонового значени  отливку извлекают из расплава, остужают на .воздухе и после промывки водой осуществл ют визуальный контроль на полноту удалени  кера- МИКИ. В каждом опыте используют идентичную отливку массой 65 Т. При этом на отливке содержитс  около 9 г керамики . . В качестве магнитодинамического устройства 5 в схеме дл  изм.ерени  акустического сигнала используют электродинамик марки 0,1 ГД-6. Возможно использо зание электродинамика другой марки либо пьезокерамическОго датчика на основе пластинь1 ЦТС-19.

Сетчатый, чехол 3, представл ющий собой по форме цилиндрический стакан из никелевой или стальной сетки, устанавливаетс  на глубину 10-20 см от уровн  расплава. Его размеры по диаметру на 2-4 см больше диаметра диска датчика. Чехол крепитс  независимо от, датчика с помощью жесткой Стальной пластины 10, изогнутой вверху под углЬм 90.и толта 11 к фланцу ванны либо корпусу передачи.

Пр и м ер 1. Параметры диска датчика , мм; Д - 32, 5, Уровень шум в расплаве до погружени  отливки соответствует 1,5;тУ . После погрзгже НИН отливки в расплав уровень шума вначале резко возрастает в течение первой минуты до 32 tnV , на 2-4 мин снижаетс  до 9 mV и п рактически сохран ет это значение дл  истечени  11-ой минуты. На 12-ой минуте начинаетс  заметное снижение иалршкени  электрического сигнала. Когда был достигнут фоновый уровень шума (15-  минута, )j отливку извлекают из расплава. После отмывки остатков расплава визуально установлено , что отливка очйщейа качественно .

и р и м е р 2.. Используют тот же датчик, что в первом случае. Уровень шума в расплаве до погружени  отливки 1,5mV. После погружени  отливки в расплав фиксируют изменение уровн  шума во времени. На 13-ой минуте, когда уровень шума в расплаве составл ет 4,6tTiV, т.е. еще не достиг фонового значени , отливку дл . контрол извлекают. Визуальным осмбтром установлено наличие остатков керамики в полости отлЛвки. После повторной

обработки с нее удалено 0,72 г керамики .

П р им е р 3. Параметры диска да чика, мм: D - 36, 1i- 4. Уровень шзгма в расплаве до погружени  отлив ки 2;tO,4Miy . Посл погружени  отливки в расплаве изменение интенсивност шумового сигнала аналогично примеру 1. Характерно некоторое искажение сигнала: периодические осцилл ции фонового сигнала и сигнала реакционного шума, Обработку отливки завершают на 18;-ой минуте.Остатков керамики на отливке не обнаружено.

П р и м е р 4. Параметры диска датчика, мм: j) - 32, Ъ- 8. Уровень шума в.расплаве до погружени  отливки 2,6,niy , т.е. выше, чем в примерах 1 и 3. Фиксиру  изменение уровн  шума при вьщержке отливки в расплаве обработку завершают на 16-ой минуте при значении 3,0 mV . Визуальным контролем установлено, что очистка произведена качественно.

Предлагаемые способ и устройство позвол ют точно определ ть момент завершени  очистки точных отливок от керамики химическим методом, за счет чего улучшаетс  качество очистки лить ..

Исключаетс  передержка отливок в расплаве, вследствие чего уменьшаетс  коррози  и вытравливание легирующих компонентов с поверхностного ;сло  металла.

Увеличиваетс  производительность оборудовани , так как исключаетс  недодержка и передержка отливок в расплаве.

Claims (2)

1. Способ химической очистки отливок от керамики, включающий выдержку их в расплаве с одновременным контролем за ходом процесса растворения керамики, о т л и ч ающ и йс я тем, что, с целью повышения ка-с чества очистки и производительности оборудования, до загрузки отливок регистрируют фоновый шум в расплаве, после чего погружают отливки, выдерживают их в расплаве и извлекают по истечении- времени снижения уровня шума до первоначального фонового ^значения.

2. Устройство для химической очистки отливок от керамики, содержащее ванну с расплавом и регистрирующий прибор для контроля за ходом процесс са растворения керамики, отлича, ю щ е. е с я тем, что, с целью повышения качества очистки й производи .тельности оборудования, оно снабжено датчиком уровня шума, установленным в ванне.с расплавом, соединенным с регистрирующим прибором и заключенным в чехол,, не связанный с ним механически, имеющий форму цилиндрического стакана из.'стальной или никелевой проволоки, а сам датчик выполнен в виде стержня из коррозионно-стойкого материала с присоединенным перпендикулярно его торцу диском из того же материала, причем диаметр диска относится к его толщине как (.4-9):1.

SU _т, 1127917 >